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美图 | 生命之源的视觉之美

 解螺旋 2020-08-27

解螺旋公众号·陪伴你科研的第1753天

以前或许穷极一生都无法想象,生命诞生之初竟是如此的惊心动魄,颇具一种别样的美感。

众所周知,人类个体的诞生起源于一场生命大和谐。

这时,生命的号角就此吹响,数百万的精子们为了能到达心中的圣地,开启了过五关斩六将的竞争之旅。

曲细精管(米色)中,内衬着精原细胞(蓝色)的上皮细胞,可分化为成熟的精子细胞(黄色)

然而现实残酷,绝大多数精子都只是陪跑者而已,唯有于千军万马中杀出一条血路来的精子,方能邂逅女神卵子。

精子觅得卵子后,即刻会识别卵子透明带的ZP3蛋白,诱发顶体反应,加速穿透卵膜的过程;同时增强透明带的硬度以避免多精受精,从而彻底断绝了卵子的红杏出墙之心。

卵子上的精子受体糖蛋白ZP3晶体结构

随后,在精子和卵子结合的那一瞬间,真可谓是天雷地火,火花四射。

原来在两者结合时,不仅可激增卵子中的钙,还会促使卵子释放锌,并爆发出“锌火花”(见下图)。

受精卵形成后,会被隐身于核内深处的“生物钟”——细胞周期,牢牢掌握着细胞生命的轮回,精心地安排着细胞的一生。

胚胎中两个细胞的细胞周期(从左上角开始)

受精卵一边卵裂,一边向子宫处奔走,直至进入宫腔,于子宫内膜中着床安家。

虽然目前还无法实际观察一个真正的人类胚胎发生了什么,但考虑到胚胎发育的过程,很大程度上是种系进化的重演,或许能从小鼠胚胎发育过程一睹生命最初的过程。

动态发育过程,胚胎内细胞生长和分裂的联合呈现

小鼠原肠胚形成至早期器官形成的实时成像

原始生殖细胞在小鼠胚胎发育过程中的迁移

小鼠心脏发育过程中的可视化成像

小鼠线性心管发育过程中,心脏的高分辨率成像

小鼠胚胎的神经管开始折叠并合拢,左端神经管将继续发育形成大脑,右端将形成脊髓

小鼠胚胎的脊索板开始延长,最终成为脊髓一部分

所以,想来由人类受精卵分裂所得的细胞,也会不停地你推我攮、接触迁移,形成各类组织和器官,终会发育成正常的胎儿,至此一枚新生命才真正开始萌芽。

从受精卵到分娩的全过程

参考文献:

1.McDole K, Guignard L, Amat F, et al. In Toto Imaging and Reconstruction of Post-Implantation Mouse Development at the Single-Cell Level[J]. Cell, 2018.

2.http://www./sciencetech/article-3559563/Sparks-really-fly-new-life-formed-Images-reveal-fireworks-occur-moment-sperm-meets-egg.html

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